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光波会在工厂通讯中战胜无线吗?

宾夕法尼亚州立大学的研究人员提出了一种新的光通信方法,该方法可能在受限地区(如工厂)比射频提供带宽和安全优势。

据研究人员介绍,在某些无线通信领域,光比无线电波更好宾夕法尼亚州立大学(www.psu.edu工程师。光学通信系统可以提供更快、更安全、带宽更宽的通信,适用于医院、飞机和工厂等受限地区。

通过物理光波导或无线方式通过光波发送信息并不新鲜,但现有的无线系统要么需要直接的视线,要么是扩散的,信号强度低。研究人员选择了一种不同的方法,在准扩散配置中使用多元素发射器和多分支光学接收器。

Wall-bouncing

该系统使用一个高功率激光二极管(一种将电能转换为光的设备,作为光学发射器)和一个雪崩光二极管(一种将光转换为电能的设备)作为接收器。光线从墙上反射回来,被接收器接收。

1月27日,电气工程研究生贾尔·法德鲁拉(Jarir Fadlullah)在旧金山的SPIE西语音会议上发表了这篇论文,他说:“除非墙壁被漆成纯黑色,否则就没有必要担心房间内的传输问题。”研究人员测试了红外光,但是这个系统也可以在可见光和紫外线下工作。

法德卢拉说:“我们的光学系统提供了非常大的带宽,因此速度非常快。”“我们可以在千兆赫波段每秒发送1千兆字节或更多。”

包括电气工程教授Mohshen Kavehrad在内的研究人员认为,这看起来像是一个理想的系统。无线电频率(RF)系统不需要视距传输,但可以通过一些物质,因此存在安全问题。在一个没有窗户的房间里,光线不会逃离房间,提高了安全性,但也允许相同的频率在相邻的房间里使用,而不受干扰。多个传感器可以让光信号从一个房间传到另一个房间,甚至从一层楼传到另一层楼。该系统还可以将信号转换为电能,将其转移到另一个位置,再将其转换为光。

“最安全的安全是物理层安全,”Mohshen Kavehrad说。“如果在攻击网络之前,你必须先闯入大楼,这会让攻击变得非常困难。”

没有干扰

他还指出,光学系统可以在射频传输会干扰其他设备的位置运行,特别是在医院、飞机甚至一些工厂。由于该系统是光学的,它不会干扰导航设备、医疗设备或工厂控制系统的射频发射。

光传输可以传输传感器数据,与射频通信不同的是,光传输还可以分发高分辨率的图像。此外,光学系统可以与无线电系统在同一空间内工作而不受干扰。

Kavehrad说:“据我所知,这是第一组室内光无线链路的测量,显示了在没有视线的情况下实现最高比特率的可行性。”“没有任何无线电系统具有类似的能力。”

研究人员将继续测试光学系统,观察可见光和紫外线。他们还认为,发光二极管房间照明可以纳入系统,以提供一个覆盖通信网络。研究人员指出,这是一项非常环保的技术。

宾州州立大学
www.psu.edu

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